Forskere udvikler miljøvenlig måde at producere propylenoxid ved hjælp af sølv -nanokluster

Forskere ved det amerikanske energiministeriums Argonne National Laboratory har identificeret en ny klasse af sølvbaserede katalysatorer til fremstilling af det industrielt anvendelige kemiske propylenoxid, der er både miljøvenligt og billigere.

"Produktionen af ​​propylenoxid har en betydelig mængde biprodukter, der er skadelige for miljøet, herunder chloreret eller peroxycarboxylisk affald, "sagde kemiker Stefan Vajda fra Argonne's Materials Science Division og Center for Nanoscale Materials." Vi har identificeret nanoklynger af sølv som en katalysator, der producerer dette kemikalie med få biprodukter ved lave temperaturer. "

Propylenoxid bruges almindeligvis til fremstilling af plast og propylenglycoler til maling, husholdningsvaskemidler og bilbremsevæsker.

Undersøgelsen er et resultat af et stærkt samarbejdende team, der involverede fem Argonne-divisioner og samarbejdspartnere fra Fritz-Haber-Institut i Berlin og fra University of Illinois i Chicago, herunder et samarbejde mellem den eksperimentelle indsats ledet af Stefan Vajda og den teoretiske analyse ledet af materialekemiker Larry Curtiss og nanoforsker Jeff Greeley.

Store sølvpartikler er blevet brugt til at producere propylenoxid fra propylen, men har lidt af en lav selektivitet eller lav omdannelse til propylenoxid, skaber en stor mængde kuldioxid. Vajda opdagede, at nanoskala -klynger af sølv, bestående af både tre atomer samt større klynger på 3,5 nanometer i størrelse, er meget aktive og selektive katalysatorer til fremstilling af propylenoxid.

Curtiss og Greeley modellerede derefter den bagvedliggende mekanisme bag, hvorfor disse ultralette nanopartikler af sølv var så effektive til at skabe propylenoxid. De opdagede, at den åbne skal elektroniske struktur af sølvkatalysatorerne var drivkraften bag nanoklusters selektivitet.

"Propylenoxid er en byggesten i skabelsen af ​​flere andre industrielt relevante kemikalier, men de nuværende metoder til at skabe det er ikke effektive, "Sagde Curtiss.

"Dette er dybest set en hellig gralreaktion, "bemærkede Greeley." Værket åbner et nyt kapitel inden for sølv som en katalysator for propenepoxidation, "tilføjede Curtiss.

Et papir om dette arbejde vil blive offentliggjort i bladet 9. april Videnskab .